Дифракция трехмерных структурах

Интерференционное поле, образующееся в области перекрытия опорной и предметной волн, конечно, не локализовано на поверхности фотопластинки. Как и в любом опыте с когерентными волнами, места повышенных и пониженных значений амплитуды суммарного колебания распределены во всем пространстве по тому или иному закону, зависящему от вида волновых фронтов. Поэтому в слое фоточувствительной эмульсии, всегда обладающем некоторой толщиной, образуется трехмерная структура почернений, а не двумерная, как приближенно предполагалось нами ранее. Вместе с.тем, законы дифракции света на трехмерных структурах имеют свои особенности (см. гл. X), которые, как сейчас выяснится, находят интересные применения в голографии. [c.262]

Ю.Н.Денисюк предложил другой, более совершенный способ устранения неинформативных составляющих рассеиваемого голограммой поля. Созданные им трехмерные голограммы эффективно рассеивают только информативную предметную волну и допускают восстановление изображения без помощи лазера (достаточно иметь яркий источник света с малыми угловыми размерами). Это достигается вследствие особенностей дифракции света на объемных квазипериодических структурах. [c.359]

Рассмотрение дифракции на пространственных неоднородностях любой формы представляет собой очень сложную задачу. Мы ограничимся поэтому простейшим случаем, когда неоднородности имеют правильный периодический характер, т. е. представляют собой то, что мы называем решеткой. Однако в этом случае периодическая структура среды имеет пространственный характер, т. е. решетка тянется по всем направлениям в среде. Мы можем представить ее как совокупность периодических структур по трем координатным направлениям и рассматривать дифракцию плоских волн на такой пространственной трехмерной решетке. [c.228]

Точно такие же соображения применяются в случае двухмерной решетки, т. е. решетки в форме двухмерной структуры, каждая точка которой имеет идентичную апертуру (разд. 2.6). В случае сборной решетки каждая апертура может быть, например, малым отверстием или группой отверстий. Дифракционная картина в этом случае представляет собой двухмерную решетку пятен освещенности, причем порядок дифракции каждого пятна определяется двумя целыми числами (сравните три числа в уравнениях (2.18) для трехмерной решетки). Рекомбинация, вторая стадия в формировании изображения, выполняется точно таким же способом, как и в одномерном случае. [c.95]

Во многих применениях нужно экспонировать лишь узкую полоску фотопластинки, создавая интерференцию между объектной и опорной волнами. Экспонирование такой (горизонтальной) полоски повторяется по всей фотопластинке. В результате получается голограмма, в которой трехмерная информация присутствует только в одном направлении, а именно вдоль полоски. Такая голограмма имеет преимущество, заключающееся в том, что, когда голограмма освещается полихроматическим светом, разложение по длинам волн происходит вверх и вниз (в результате дифракции на пространственной структуре такой голограммы, образованной горизонтальными полосками), что не мешает наблюдению изображения. Такая голограмма называется радужной голограммой (см. 10.3). [c.147]

Приведенные соотношения для дифракции света на трехмерной голограмме получены для случая линейной поляризации света типа S, когда вектор электрического поля для опорных и объектных лучей света перпендикулярен плоскости падения этих лучей на голограмму XZ. При этом вектор голограммной структуры лежит в плоскости XZ. [c.207]

Рассмотрим дифракцию света на трехмерной голограмме, имеющей простую голограммную структуру, образованную двумя плоскими световыми волнами. Примем, что поверхность голограммы плоская и перпендикулярна оси 2, а вектор голограммной структуры лежит в плоскости уг. Показатель преломления света изменяется в направлении оси у так, что (см. рис. 122) [c.209]

П.2.4. Дифракция света на трехмерных голограммах со сложной голограммной структурой, образованной множеством объектных волн [c.211]

Приведенные основные соотношения модовой теории голограмм позволяют сделать ряд важных выводов о характере дифракции света на трехмерных голограммах со сложной голограммной структурой. Оказывается, такие важнейшие закономерности, как зависимость дифракционной эффективности голограммы от толщины слоя и глубины модуляции показателя преломления света, спектральная и угловая селективность трехмерных пропускающих и отражатель- [c.218]

В двумерных задачах дифракции на кромке краевая волна была цилиндрической. Наиболее существенным новым фактором, появляющимся в рещении в произвольном трехмерном случае, является усложнение лучевой структуры краевой волны. Она определяется вторым законом ГТД угол раствора конуса дифракционных лучей равен углу ю(ст) между кромкой и падающим лучом. [c.112]

В заключение попытаемся качественно объяснить явление рассеяния света различными средами. Мы видели, что дифракция электромагнитной волны на неправильной плоской (двумерной ) структуре приводит к отклонению части потока энергии от его первоначального направления, т.е. к рассеянию света. Аналогичный процесс должен происходить и при дифракции на неправильной пространственной (трехмерной) структуре — дифракция света на каждой частице приведет к отклонению части пучка. Интерференция отклонившихся от первоначального направления волн (обусловливающая возникновение острых дифракционных максимумов) в данном случае не происходит. Весь эффект пропорционален когщентрации рассеивающих центров. [c.352]

Зпишите дифракцию света на двухмерной и трехмерной структуре. Почему трехмерная решетка является узкополосным фильтром Где используется это явление [c.459]

Еще один метод синтеза голограмм отдельных планов для визуализации трехмерного распределения плотности электронов в кристаллических структурах был предложен Строуком и др. [63, 208]. В этой работе был использован тот факт, что распределение плотности электронного облака трехмерной кристаллической структуры р (х, у, z) связано с так называемым комплексным структурным фактором F r, s, q), который может быть измерен по рентгеновской дифракции на структуре трехмерным дискретным [c.137]

Важную роль как предшественники голографии сыграли работы Брэгга [4—6] в рентгеновской микроскопии и еш,е раньше работы Вольфке [36]. Исследования Брэгга были связаны также с получением полной записи рассеянного волнового поля от объекта, а именно от кристалла, облученного рентгеновскими лучами. Как и голография, метод Брэгга представлял собой двухступенчатый дифракционный процесс. Зафиксированное на фотопленке рентгеновское излучение, рассеянное кристаллом, использовалось затем для восстановления аналогичной волновой картины в видимом свете. Брэгг, как и Вольфке, рассматривал кристалл в виде трехмерной периодической структуры следовательно, если кристалл освещается плоской волной, то в соответствии с правилами брэгговской дифракции в каждый момент времени создается только одна составляющая (пространственная частота) дифрагированной волны. С точки зрения теории это различие непринципиально. В любом случае необходимо записать фазу и амплитуду, однако детекторы позволяют регистрировать лишь амплитуду. В методе Брэгга кристалл выбирался такой симметрии, что дифракционная картина (фурье-образ) в дальнем иоле, создаваемая точками объекта, становилась вещественной, т. е. лишенной какой-либо фазовой модуляции. Кроме того, исследуемые кристаллы имели в центре ячейки тяжелый атом, что обеспечивало смещенный фон, в результате чего фурье-образ представлял собой не только вещественную, но и положительную величину. Таким образом, достаточно было измерить только амплитуды плоских волн, соответствующих фурье-компонентам. Брэггу оставалось лишь, после того как он записал амплитуду волны, сконструировать маску с отверстиями, расположение и размер которых соответствовали бы значениям фурье-компонент. При освещении маски когерентным светом формировалась бы дифракционная картина дальнего поля, представляющая собой изображение атомной структуры кристалла. Эти исследования были продолжены Бюргером [7] и Бёршем [3], выполнившими аналогичные эксперименты в ФРГ. [c.13]

Более плодотворным путем развития теории трехмерной голограммы оказался подход, предложенный Эвальдом [8] и основанный на идеях динамической теории дифракции рентгеновских лучей. Первоначально эта теория применялась для изучения простой объемной голографической решетки [9]. Впервые для анализа собственно объемной голограммы, т. е. структуры, составленной из множества решеток, ее использовали Аристов и Шехтман (см., например, [10]) В этих работах, в частности, было показано, что, в случае когда голограмма получена с участием мощной опорной ролны, а также когда записанная на голограммах волна имеет сложную структуру, для определения интенсивности восстановленной волны можно пользоваться формулами Когельника. [c.705]

Г. Когельник (США) разработал теорию дифракции света на трехмерных голограммах с простой голограммной структурой, образованной двумя плоскими волнами, и не только качественно оценил, но и выразил количественно такие важные характеристики голограмм, как зависимость дифракционной эффективности от глубины модуляции коэффициентов преломления и поглощения света, толщины слоя голограммы, направления опорных и объектных пучков при получении голограммы. Он также вывел математические выражения для определения таких важных свойств голограмм, как угловая и спектральная селективность. При этом, в отличие от результатов многих исследований других авторов, полученных в кинематическом приближении, выражения Г. Когельника выведены для произвольных значений амплитуд дифрагированных волн, в том числе больших, чем амплитуда прошедшей волны нулевого порядка. Авторами был применен метод линеаризации процессов образования сложных голограммных структур и дифракции света на таких структурах, позволяющий распространить выражения, полученные для простейших структур, на случаи сложных структур реальных изобразительных голограмм. [c.7]

Рассмотрим дифракцию света основного порядка на трехмерной голограмме, имеющей слой, толщина которого превышает длину волны света. Примем поверхность голограммы плоской, а голограммную структуру простой, образованной только двумя плоскими волнами света. Причем поляризация света линейная, s-типа, т. е. векторы электрического поля перпендикулярны плоскости падения лучей. Решение этой задачи получено Г. Когель-ником. [c.196]

Рис. 122. Направления лучей света вое станавливающих ( ) и дифрагированных основного порядка дифракции (ц ) для трехмерной голограммы с простой голо-грамм 10й структурой, образованной двумя плоскими попутными волнами

Дифракция света на трехмерной голограмме, имеющей такую сложную голограммную структуру, может быть количественно оценена с помощью модовой теории, разработанной В, Г. Сидорови-чем. Б, Я. Зельдовичем и В. В. Шкуновым. [c.212]

Таким образом, в этом интересном случае беспорядка рентгенограммы обнаруживают на разных слоевых различный — трехмерный и одномерный — характер дифракции. Явления примерно такого типа известны в теории дифракции на разунорядоченных слоистых структурах [22], которые вдоль некоторых (в этом случае— прямолинейных) направлений проектируются как полностью [c.307]

Пироуглеродные осадки, полученные на различных металлических и кварцевых поверхностях, имеют существенное различие. По данным электронно-микроскопических исследований [7-26] при 1000 С на кварце образуется пироуглерод со структурой кристаллов, имеющих низкую степень трехмерного упорядочения ( 002 = = 0,344 нм). По данным дифракции электронов в отдельных случаях слои до 50 нм могут иметь высокоупорядоченную структуру. При отложении на платине образуется два вида пироуглерода а) кристаллический (й оо2 = 0,336 нм) и б) без трехмерного упорядочения с параметрами, близкими к полученным при осаждении на кварце. [c.130]

До сих пор мы рассматривали только одномерную решетку, но наш анализ легко распространть на дву- и трехмерную периодические структуры, вызывающие дифракцию. Двумерные решетки (называемые пересекающимися) не нашли практического применения, хотя действие подобных решеток наблюдается часто, например при рассматривании яркого источника света сквозь тонкую чкань (хотя бы носовой платок). Теория же трехмерных решеток представляет огромный практический интерес, так как такие решетки образуются в кристаллах благодаря правильному расположению атомов. Постоянная этой [c.373]

В п. 8.3.3 было показано, что распределеиие света D фокальной плоскости хорошо коррегированной лпнзы обусловлено по существу дифракцией Фраунгофера на ее оправе. В 8.5 были подробно изучены картины дифракции Фраунгофера от отверстий различных форм. Для того чтобы получить более точное представление о структуре оптического изображения, следует изучить распределение света не только в геометрической фокальной плоскости, но и вблизи этой 11, 1оекости. Представление о трехмерном (Френель) распределении свега вблизи фокуса имеет особенно важное значение для опенки величины допуска в требуемом положении плоскости изображения систем, формирующих изображение. [c.397]

Прежде чем переходить к описанию методов определения структуры твердых тел с помощью дифракции рентгеновских лучей и к обсуждению того, как обнаруживаемые подобным образом периодические структуры влияют на фун даментальные физические свойства вещества, полезно дать обзор некоторых наиболее важных геометрических свойств трехмерных периодических структур. Результаты такого геометрического рассмотрения лежат в основе почти всякого теоретического построения в физике твердого тела именно этому вопросу посвящена настоящая глава, а также гл. 5 и 7. Область применения развитых представлений чрезвычайно широка в гл. 6 мы прежде всего познакомимся с одним из них — анализом дифракции рентгеновских лучей. [c.76]

Реальными структурами с трехмерной периодичностью являются кристаллы. Периоды кристаллических решеток (единицы ангстрем) не позволяют наблюдать дифракцию в оптическом диапазоне, однако рентгеновские лучи, длина волны которых имеет те же масштабы, как нельзя лучше подходят для исследования внутренней атомарной структуры веществ. Зарегистрированные в широком телесном угле результаты дифракции рентгеновских лучей на монокрист< лла — так называемые лауэграммы — используются для расшифровки внутренней симметрии и количественных параметров сложных кристаллических решеток. [c.161]

Электронная микроскопия высокого разрешения в сочетании с методами электронной дифракции позволяет исследовать процесс образования конденсатов на стадии частичного заполнения первого монослоя. В большинстве случаев ориентированного роста на ранней стадии конденсации образуются изолированные трехмерные зародыши, так как количество питающего вещества недостаточно для образования монослоя. Эти зародыши обычно становятся видимыми в электронном микроскопе после того, как их размер достигает 10 А. Случаи роста конденсатов монослоями весьма редки. При гомоэпитаксии, когда растущий кристалл продолжает структуру подложки, в принципе, возможен рост без образования изолированных зародышей. Однако, как правило, образование полупроводниковых эпитаксиальных пленок происходит посредством возникновения и дальнейшего роста именно изолированных зародышей, что связано с присутствием загрязнений на поверхности подложки, которые служат центрами кристаллизации. [c.331]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...